時(shí)間：2023-03-17 18:11:33
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2港口建設(shè)工程水土流失的主要防治措施
2.1制定出詳細(xì)的水土保持措施計(jì)劃
根據(jù)工程項(xiàng)目的具體情況制定水土保持措施計(jì)劃，首先是陸域工程的水土保持措施計(jì)劃，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中各防治分區(qū)水土流失狀況、危害程度、水土流失防治目標(biāo)、工程建設(shè)特點(diǎn)、已有的防治措施等進(jìn)行合理、全面、系統(tǒng)的規(guī)劃，提出不同地形單元上新增的水土保持措施，最終形成一個(gè)完整的工程措施、植物措施和臨時(shí)措施相結(jié)合的水土流失防治體系，保護(hù)工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，保證工程建設(shè)的正常開(kāi)展。如圖1所示為工程建設(shè)區(qū)水土流失防治體系。其次是水域工程建設(shè)，其需要考慮防洪泄洪、航運(yùn)需要，施工應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則:(1)施工前做好水下地形地勢(shì)測(cè)繪工作，將項(xiàng)目區(qū)中各關(guān)鍵點(diǎn)的控制高程、需方量等標(biāo)志出來(lái)，確保航道運(yùn)行的安全。(2)及時(shí)組織有資質(zhì)單位做好防洪泄洪專項(xiàng)檢查和評(píng)審工作。(3)不得影響周圍居民的正常生活，合理布設(shè)綜合利用區(qū)。(4)加強(qiáng)施工階段的監(jiān)測(cè)，在利用區(qū)的上下游設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面，密切關(guān)注斷面的含量變化情況。
2.2堅(jiān)持港口建設(shè)水土保持原則
在水土流失的防治上，始終堅(jiān)持“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重實(shí)效”等原則，以港口的水土保持為重點(diǎn)，開(kāi)展系統(tǒng)的水土保持工作，將工程措施、植物措施、耕地措施、臨時(shí)措施綜合起來(lái)，進(jìn)行綜合整治，起到既保持水土，又改變?cè)摳劭谏鷳B(tài)環(huán)境和周圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的效果，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)人與自然的和諧相處。
2.3港口建設(shè)工程開(kāi)始之前的水土流失防護(hù)
在碼頭區(qū)等建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖等工程之前，先對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行表土剝離，剝離表土臨時(shí)集中堆放用于棄土場(chǎng)，用于后期土地平整和綠化。表土剝離對(duì)保護(hù)寶貴的表土資源起到重要作用，剝離的表土用于后期綠化土回覆，解決了綠化土來(lái)源的問(wèn)題，符合水土保持法律法規(guī)的要求，對(duì)減少水土流失起到積極作用。在陸域工程區(qū)道路一側(cè)修筑梯形排水溝，同時(shí)在坡腳修筑排水順接工程，在橫縱排水溝銜接處布設(shè)臨時(shí)沉沙池。各功能區(qū)通過(guò)四周的排水溝收集雨水，匯集后通過(guò)沉沙池排出。例如:棗莊港臺(tái)兒莊港區(qū)散雜貨泊位工程的水土保持中，其工程措施主要包括錨地開(kāi)挖、港池開(kāi)挖及護(hù)岸等水域作業(yè)帶，與水土保持相關(guān)的主體設(shè)計(jì)主要是護(hù)岸防護(hù)，護(hù)岸采用斜坡式，結(jié)構(gòu)采用漿砌塊石，防護(hù)長(zhǎng)度為1293m。護(hù)岸斷面分兩段，護(hù)面結(jié)構(gòu)自上而下為30cm厚漿砌塊石、20cm厚碎石墊層和15cm厚中粗砂墊層，坡度均為1∶1.4，護(hù)腳和壓頂均為漿砌塊石結(jié)構(gòu)。為主體工程運(yùn)行安全，主體工程設(shè)置漿砌石斜坡式護(hù)岸，防治岸坡塌陷及滑坡，同時(shí)起到防治岸坡土壤侵蝕的作用。由于該區(qū)的水土流失與雨水排放密切相關(guān)，故而排放系統(tǒng)采用暗溝形式，主要設(shè)置在場(chǎng)內(nèi)的道路兩側(cè);排水溝按照10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用漿砌石襯砌，厚度為30cm。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)共設(shè)置排水溝總長(zhǎng)度約為2876m。集中徑流可以分散到項(xiàng)目區(qū)各級(jí)排水系統(tǒng)中排泄，極大地降低了徑流對(duì)場(chǎng)地、坡面地表的沖擊原動(dòng)力，起到了排除地表水對(duì)工程土體以及堆場(chǎng)貨物產(chǎn)生不良影響的作用，保證工程排水暢通，使土體不出現(xiàn)滑塌，防止水土流失的發(fā)生。
2.4植物措施
植物措施是最常見(jiàn)的水土保持措施，植物具有優(yōu)良的固結(jié)水土、改善局部小氣候、防止水土流失、維護(hù)生態(tài)平衡等效果，在航道整治工程中運(yùn)用較多。一般的方法是設(shè)置邊坡植草防護(hù)、陸域邊界防護(hù)林、堆場(chǎng)邊界防護(hù)林、臨時(shí)便道區(qū)植草防護(hù)、路基邊坡防護(hù)等，在堆場(chǎng)、道路、倉(cāng)庫(kù)等地塊種植高大的喬木、灌木，并在道路和辦公區(qū)域設(shè)置花壇等植物形成良好的植物景觀。植物措施中常用的樹(shù)種有:側(cè)柏、白楊、柳樹(shù)、紫穗槐、龍柏、月季、櫻花、黃楊、女貞、木槿、紫荊、紫葉李、爬山虎、中華結(jié)縷草，而選用的草種主要是黑麥草和狗牙根。植物措施不僅能起到美化環(huán)境、減輕并防治污染、凈化大氣環(huán)境質(zhì)量等作用，還可以改善地溫和氣溫，改善小氣候。同時(shí)植物根系的固持作用和樹(shù)冠、草皮的攔擋、截留作用，都可減弱雨水對(duì)邊坡和地面的沖刷，起到涵養(yǎng)徑流，并能阻止或減少地表徑流，降低和防止雨水沖刷地表。
2.5港口工程水土流失的臨時(shí)性防護(hù)
港口工程中的水土流失防治方案常見(jiàn)的臨時(shí)措施是臨時(shí)圍堰、表土運(yùn)回和臨時(shí)攔阻措施。臨時(shí)圍堰布設(shè)時(shí)應(yīng)先打木樁，再加填裝土的編織袋，分層壘實(shí)，高度以達(dá)到防洪要求和防止沖刷為宜。臨時(shí)圍堰施工時(shí)應(yīng)參照如下幾點(diǎn)規(guī)定進(jìn)行:(1)圍堰的高度應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位50～70cm;(2)堰內(nèi)面積應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工的需要;(3)圍堰斷面應(yīng)滿足堰身強(qiáng)度和穩(wěn)定(防止滑動(dòng)、傾覆)的要求;(4)圍堰修筑要求防水嚴(yán)密，盡量減少滲漏，以減輕排水工作，為此，須注意堰身修筑質(zhì)量。表土運(yùn)回就是在工程建設(shè)完成后將集中堆放的表土運(yùn)到綠化用地作綠化用土。臨時(shí)攔擋措施主要有兩種，一種為彩鋼板攔擋，一種為編織袋裝土攔擋，根據(jù)臨時(shí)堆土的堆放時(shí)間、位置等分別采取不同的防護(hù)措施。通過(guò)防塵網(wǎng)覆蓋減少揚(yáng)塵、對(duì)道路路面進(jìn)行硬化等。
Abstract: mass concrete construction main characteristic is big volume, general entity minimal size is equal to or greater than 1 m; Its surface coefficient are small, cement hydration heat release more concentrated, internal temperature rise faster. Concrete inside and outside when large temperature difference, can make concrete produce temperature crack, affecting the structure and normal use. So must fundamentally analysis it, to ensure the construction quality. This paper analyzes the port engineering mass concrete structure in large temperature crack reasons, and the port of mass concrete used in the construction of the measures and the quality requirements for the raw materials are discussed.
Key words: port engineering; Mass concrete; Temperature crack; Prevention and control measures
中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
0.前言
隨著我國(guó)交通設(shè)施建設(shè)發(fā)展, 大體積混凝土在港口建設(shè)中的運(yùn)用越來(lái)越多,主要是用在大中型的基礎(chǔ)建設(shè)工程及樁基承臺(tái)上。其特點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程條件復(fù)雜（一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大（預(yù)計(jì)超過(guò)25度），易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對(duì)平面尺寸也有一定限制。因?yàn)槠矫娉叽邕^(guò)大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的拉力極限值時(shí)，則易產(chǎn)生裂縫。下文主要對(duì)港口工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)致溫度裂縫的原因,并對(duì)港口大體積混凝土施工中采用的措施以及原材料質(zhì)量要求等方面進(jìn)行了探討。
1 港口工程中大體積水泥混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因
大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土的導(dǎo)熱性能差，其外部的水化熱量散失較快，而積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水化熱則不易散失，造成混凝土各部位之間的溫度差和溫度應(yīng)力，當(dāng)表面拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，給工程帶來(lái)不同程度的裂縫。能夠深刻了解大體積混凝土中溫度變化所引起的應(yīng)力狀態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，認(rèn)識(shí)溫度應(yīng)力的一系列特點(diǎn)，掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律，了解大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)于制定有效的施工方案，保證施工質(zhì)量能起到至關(guān)重要的作用。這就要求施工單位在原材料的選用、配合比的確定、混凝土的測(cè)溫、降溫和保養(yǎng)等幾個(gè)方面嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。
（1）影響混凝土內(nèi)外溫差的主要因素有混凝土厚度泥用量、水泥品種、澆筑入模溫度及環(huán)境溫度等。混凝土越厚,水泥用量越大；水化熱越高的水泥,其內(nèi)部變形越大,形成的溫度應(yīng)力越大,產(chǎn)生裂縫的可能性越大。因此, 防止大體積凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差,降溫速率要比升溫速率高,裂縫的產(chǎn)生可能發(fā)生在升溫階段,也可能出現(xiàn)在冷卻階段,升溫階段多為混凝土表層出現(xiàn)不規(guī)則裂縫,而在冷卻階段,則常由于外界條件的約束致使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)貫穿性的長(zhǎng)裂縫。
(2)混凝土澆筑后,水泥水化產(chǎn)生大量的熱,引起混凝土內(nèi)部升溫較快。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力?；炷吝_(dá)到最高溫度后, 隨著熱量的散發(fā)又開(kāi)始降溫,直到與環(huán)境溫度相同。在升溫結(jié)束后的散熱階段,由于內(nèi)外混凝土散熱條件不同,造成外部混凝土溫度低于內(nèi)部混凝土溫度。這樣,在升溫和降溫階段,混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外都形成同一方向的溫度梯度,導(dǎo)致其變形不一致,從而使混凝土內(nèi)部受壓、外部受拉。當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度小于溫度拉應(yīng)力時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫,溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格(如堿骨科反應(yīng))、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降、運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象等。在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的, 存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫；許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢, 但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
2 港口工程中大體積水泥混凝土溫度裂縫的主要應(yīng)對(duì)質(zhì)量控制措施
(1)控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)。選用低收縮原材料,如較高的水泥,較低含泥量的砂石以及合理的砂石集配。高堿水的外加劑,降低用水量和水泥用量,配置出收縮較小的混凝土。水化熱控制,水泥水化熱造成溫升,這樣固化后的混凝土在降溫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的冷縮和溫差拉應(yīng)力,而混凝土抗拉強(qiáng)度低、變形能力小,很容易開(kāi)裂。在混凝土中摻入膨脹劑,使其產(chǎn)生適度膨脹,用以抵消混凝土結(jié)構(gòu)的部分冷縮,從而可以減輕或避免溫差裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻入適量的緩凝減水劑可以延遲水泥水化熱的釋放速度,同時(shí)降低熱量。而且此類減水劑還可提高混凝土的流動(dòng)性,有利于運(yùn)輸和泵送；同時(shí)能夠避免連續(xù)澆筑混凝土過(guò)程中的冷接縫問(wèn)題,降低滲漏隱患；另一方面,減水劑的使用可以節(jié)約水泥用量,從而降低造價(jià),且水泥用量越少,水化熱就越低, 溫差裂縫就越少。摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材料,取代部分水泥,降低水泥水化的發(fā)熱量,減少溫度應(yīng)力,減少裂縫的出現(xiàn)。以上眾多因素都可以導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗拉強(qiáng)度低于外施加給它的拉應(yīng)力,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂。因此,外部引起的裂縫是可以避免的。只要通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、正確的施工和有效的保養(yǎng),就可以避免此類裂縫的產(chǎn)生。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，合理的設(shè)計(jì)能夠減少由外因引起的裂縫。例如,由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮好而造成結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)、剛度協(xié)調(diào)問(wèn)題,就可能出現(xiàn)裂縫。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定膨脹加強(qiáng)帶的位置,加強(qiáng)帶兩側(cè)用免拆模板網(wǎng)攔起,并采用鋼筋綁扎牢固。在配筋時(shí)考慮鋼筋的大小和粗細(xì)問(wèn)題, 盡量多用細(xì)而密的配筋,少用粗而少的配筋。加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)的處理和合理選擇混凝土材料。
(2)采取正確的施工方法在混凝土生產(chǎn)前,施工人員和監(jiān)理工程師必須檢查原材料質(zhì)量是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。仔細(xì)校核計(jì)量裝置,檢查攪拌機(jī)器設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)泵管布置,確保混凝土生產(chǎn)和泵送時(shí)設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。派專人負(fù)責(zé)投料, 并符合計(jì)量要求。水泥、砂、石、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、礦渣粉和水都必須經(jīng)過(guò)計(jì)量后才能投入攪拌機(jī),計(jì)量誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。膨脹劑不得少摻,也不得多摻,及時(shí)測(cè)定砂、石的含水率,以便及時(shí)調(diào)整混凝土拌合用水量,隨意增加用水量及攪拌時(shí)間, 確?；炷翑嚭途鶆?。混凝土澆注前的準(zhǔn)備:模板按設(shè)計(jì)圖紙安裝,必須固定牢固,清理干凈模板及鋼筋間的所有雜物并在表面涂上脫模劑,模板縫應(yīng)嚴(yán)密,不得漏漿,將加強(qiáng)帶兩側(cè)的免拆模板網(wǎng)綁扎牢固,并用豎筋加固,以免密孔鐵絲網(wǎng)被混凝土壓垮。每塊混凝土連續(xù)澆注時(shí), 必須保證軟接茬以防止產(chǎn)生冷縫, 造成防水隱患?；炷恋恼駬v必須密實(shí), 不能漏振、欠振、過(guò)振。振搗時(shí)間宜為20s～30s,以混凝土開(kāi)始泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)。振搗時(shí)快插慢拔, 振點(diǎn)布置要均勻。在施工縫、預(yù)埋件處需加強(qiáng)振搗,以免振搗不實(shí),造成滲水通道。振搗時(shí)應(yīng)盡量不觸及模板、鋼筋、止水帶, 以防止其位移、變形。每個(gè)澆注帶的寬度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的方量、結(jié)構(gòu)物的尺寸、供料速度、泵送工藝等情況預(yù)先計(jì)算好,避免冷縫的出現(xiàn)。
主管單位：中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部
主辦單位：交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
出版周期：雙月刊
出版地址：天津市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1005-8443
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：12-1176/U
郵發(fā)代號(hào)：
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1980
期刊收錄：
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
在地基加固的處理方法中，強(qiáng)夯法效果最為明顯，而且強(qiáng)夯法的設(shè)備很簡(jiǎn)單、施工程序方便、經(jīng)濟(jì)易行、適用范圍比較廣泛、能有效地節(jié)省材料和工作時(shí)間。但是，強(qiáng)夯法也有它的弊端，如在施工中，強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)影響到其他地方的生產(chǎn)生活，還會(huì)對(duì)周圍的建筑產(chǎn)生不良的環(huán)境影響。這種影響被我們稱作“強(qiáng)夯振動(dòng)”的“環(huán)境效應(yīng)”，也就是“振動(dòng)效應(yīng)”。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的專家對(duì)強(qiáng)夯法的研究著重點(diǎn)主要是強(qiáng)夯機(jī)理和加固影響的深度方面。對(duì)于強(qiáng)夯振動(dòng)和它的環(huán)境效應(yīng)這兩方面研究的就很少。本文結(jié)合了南方某沿海港口的實(shí)際施工，對(duì)強(qiáng)夯法在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的影響和隨著距離逐漸衰減的規(guī)律進(jìn)行分析，并提出自己的見(jiàn)解和建議，以望在類似的研究中起到參考作用。
一、 強(qiáng)夯振動(dòng)所呈現(xiàn)的衰減規(guī)律
強(qiáng)夯法又被稱為動(dòng)力固結(jié)法，即是指用重錘從一定的高度落下，夯實(shí)地面的土層，以使地基在短時(shí)間內(nèi)固結(jié)。這種方法是利用重錘下落時(shí)產(chǎn)生的巨大沖擊力，也就是振源，對(duì)土層進(jìn)行夯實(shí)，它是沖擊式的點(diǎn)源振源。
在使用強(qiáng)夯法時(shí)，振源首先會(huì)讓重錘底部周圍的土體顆粒振動(dòng)，隨后牽動(dòng)附近的土體顆粒一起振動(dòng)，并且有層次地向外傳播振源的波動(dòng)，使能量不斷地向外擴(kuò)散。由于這種傳播存在著幾何阻尼與材料阻尼，使用振動(dòng)會(huì)隨著時(shí)間和土層的厚度迅速衰減。
一般，我們?cè)诿枋稣駝?dòng)的時(shí)候，主要是對(duì)振幅、頻譜以及持續(xù)的時(shí)間三個(gè)參數(shù)進(jìn)行描述，它們也被稱為“振動(dòng)三要素”。對(duì)強(qiáng)夯振動(dòng)衰減的研究主要是將地面的振動(dòng)強(qiáng)度（即“振動(dòng)三要素”里的“振幅”）進(jìn)行分析和研究。所謂的振幅就是“質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度、位移和速度三者之一的一個(gè)峰值、最大值或者某種意義上的有效值”。強(qiáng)夯地面的時(shí)候，所產(chǎn)生的振幅要根據(jù)夯檢距（夯擊觀測(cè)點(diǎn)的距離）的不斷增大而逐漸減少。表一中對(duì)質(zhì)點(diǎn)的位移和距離的衰減規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)地探究和討論。我們可以從表一中看出，振幅A在隨著距離的變化而變化，成反比的關(guān)系。圖一是某施工場(chǎng)地上實(shí)測(cè)的地面振幅和距離的關(guān)系，從圖中我們可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：1、豎向的振動(dòng)與水平的振動(dòng)的變化差別不是特別明顯；2、振幅愈大，就離夯擊點(diǎn)越近，振幅愈小，就離夯擊點(diǎn)越遠(yuǎn)；3、振幅還在隨著夯擊的次數(shù)改變，次數(shù)越多，振幅就越大，但是，振幅增加的量卻在減少，這是因?yàn)橥恋氐拿軐?shí)度在不斷提高。
二、強(qiáng)夯振動(dòng)的實(shí)例研究
（一）準(zhǔn)備階段
我們這里所舉的例子是某個(gè)公司在南方的沿海港口建設(shè)碼頭和大型的成品倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)。首先，在施工前要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行勘查，具體的數(shù)據(jù)如下：
土層的上部分是人工填的石頭，石頭的粒徑大約在0.3至0.5米，還有一小部分在1.0至1.2米之間。石塊是堅(jiān)硬的花崗巖，還有少許的泥土，空隙比較大，整體的厚度在2.0至12.6米之間，東西方向上逐漸變厚，土層的平均厚度是8.0米。在這一層土的下面是淤泥和砂沉積巖，厚度在6米左右。其中，淤泥、粉細(xì)砂和中粗砂的承載能力分別為40kPa，80kPa，140kPa。
（二）測(cè)試階段
在測(cè)試時(shí)，施工人員在對(duì)夯擊點(diǎn)的第一次夯擊是1至14擊，夯擊能量是5000kN?m；第二次是1至21擊，其夯擊能量是6000kN?m。施工人員要將這兩次夯擊的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，方便后面對(duì)強(qiáng)夯振動(dòng)的結(jié)果做評(píng)價(jià)。
（三）測(cè)試結(jié)果的認(rèn)識(shí)
1、強(qiáng)夯所引起的振動(dòng)，一定會(huì)隨這夯檢距的不斷增大而衰減。離夯點(diǎn)的中心愈近，振幅衰減得越快。強(qiáng)夯所產(chǎn)生的振動(dòng)值，在水平方向上面最大、垂直方向上次之、水平方向的最小，所以，施工中應(yīng)采用水平的振動(dòng)作為振動(dòng)影響的控制指標(biāo)。
2、在橫切面上，振動(dòng)位移、速度以及加速度會(huì)隨著深度的不斷增大而迅速降低，振動(dòng)曲線整體上呈現(xiàn)出反“S”的形狀。一般可以分成以下三段：零至十米為上凸陡降段；十至二十米為平緩段；二十米以下的為下凹陡降段。振動(dòng)的速度與加速度會(huì)隨著夯擊次數(shù)的增多而逐漸增大，但振動(dòng)的位移會(huì)降低。這可以用密實(shí)度的相關(guān)原理來(lái)解釋。
三、強(qiáng)夯振動(dòng)的評(píng)價(jià)
（一）地面振動(dòng)的評(píng)價(jià)和防治措施
根據(jù)上面實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)和國(guó)內(nèi)外整合的相關(guān)資料，可以在本場(chǎng)地上將強(qiáng)夯振動(dòng)造成的影響分為3個(gè)區(qū)：
1、振動(dòng)破壞區(qū)：離夯錘的中心距離小于二十米，該區(qū)域內(nèi)的土體振動(dòng)加速度大子0.5g的，速度大于每秒5厘米，振動(dòng)的位移大于1毫米。該區(qū)域的振動(dòng)會(huì)對(duì)周圍的一般建筑物構(gòu)成破壞，但具體情況還需要具體分析。
2、振動(dòng)損壞區(qū)：離夯錘的中心距離在二十米指三十米之間。該區(qū)域內(nèi)的土體振動(dòng)加速度在0.02到0.5g之間，速度在0.2到5.0cm/s之間，振動(dòng)的位移在O．1～1.0毫米之間。該區(qū)域的振動(dòng)會(huì)對(duì)周圍的一般建筑造成一定的損壞。
3、相對(duì)安全區(qū)：離夯錘的中心距離大于三十米。該區(qū)域的土體振動(dòng)的速度小于0.5cm/s，加速度小于0.2g，振動(dòng)的位移小于0.1毫米。該區(qū)域的振動(dòng)會(huì)對(duì)精密儀器設(shè)備有一定影響，不會(huì)對(duì)一般建筑造成損壞。
（二）垂向振動(dòng)的評(píng)價(jià)和處理效果分帶
根據(jù)上面所得出的數(shù)據(jù)，我們可以得出以下結(jié)論：在鉛直的方向上，強(qiáng)夯的振動(dòng)加速度、速度和位移會(huì)隨著深度的不斷增大而迅速衰減，振幅曲線呈現(xiàn)出反“S”的形狀，區(qū)段的界限約為十米到二十米。并且振動(dòng)的速度和加速度會(huì)隨著擊數(shù)的增多而增大，但振動(dòng)的位移就相反。強(qiáng)夯的處理效果，可以分成三個(gè)區(qū)段：零至十米作為處理的實(shí)效區(qū)；十米到二十米作為處理的影響區(qū)；二十米以下的作為處理無(wú)的效區(qū)。這與地基的對(duì)比勘察的資料幾乎是完全吻合的，僅在界限上會(huì)有些許的出入。這可以用檢波點(diǎn)密度來(lái)進(jìn)行解釋。
結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，強(qiáng)夯振動(dòng)監(jiān)測(cè)的資料可以顯示出振動(dòng)的衰減規(guī)律，這些資料不僅對(duì)強(qiáng)夯的振動(dòng)效應(yīng)評(píng)價(jià)有重要的作用，它還是用強(qiáng)夯振動(dòng)研究對(duì)場(chǎng)地上土質(zhì)的具體情況的重要方法。只有不斷地研究強(qiáng)夯振動(dòng)，積累資料并建立資料庫(kù)，才能更加科學(xué)地指導(dǎo)實(shí)際工作。
參考文獻(xiàn)：
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Abstract: This paper put out the research summary and recommendations for the deep water terminal development needs of the arch piers on the basis of full understanding of the wharf structure at home and abroad.Key words: deep; large-scale; high-pile pier; arch
中圖分類號(hào)：U65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1、研究的背景及意義
1.1 港口發(fā)展趨勢(shì)
海運(yùn)在我國(guó)的對(duì)外貿(mào)易中占有很重要的位置。我國(guó)擁有1.8萬(wàn)公里的海岸線，承擔(dān)了近10%的國(guó)內(nèi)貨物運(yùn)輸和85%以上的外貿(mào)貨物運(yùn)輸任務(wù)。港口作為海運(yùn)體系的樞紐，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。
盡管我國(guó)港口建設(shè)已經(jīng)取得這樣的成績(jī)，但是港口吞吐能力仍然滿足不了貨運(yùn)量增長(zhǎng)的需要。2001年我國(guó)沿海港口的吞吐能力為11.6億噸，但實(shí)際承擔(dān)的吞吐量卻達(dá)到13.8億噸；集裝箱碼頭吞吐能力約為1500萬(wàn)TEU，而實(shí)際承擔(dān)的量高達(dá)2200萬(wàn)TEU；大型原油接卸碼頭以及礦石碼頭的吞吐能力同樣亦小于實(shí)際承擔(dān)的吞吐量。我國(guó)港口吞吐能力與需求之比達(dá)1：1.2，與國(guó)際上1：0.7相去頗遠(yuǎn)。
為了更好地解決這種矛盾，船舶向大型化發(fā)展的趨勢(shì)日益明顯。為適應(yīng)大型船舶的靠泊，碼頭的建設(shè)也提出了更高的要求，碼頭建設(shè)日益向著深水化、大型化方向發(fā)展。深水碼頭的設(shè)計(jì)、施工等已成為港口工程界重要的研究課題。
收稿日期： 修回日期:
作者簡(jiǎn)介：廉芳芳（1983-），女，天津市人，助理工程師，從事港口規(guī)劃和土地岸線管理工作。
Biography: LIAN Fang-fang (1983-), female, assistant engineer.
同時(shí)隨著港口數(shù)量的增多，有著優(yōu)質(zhì)地質(zhì)、水深、氣象等自然條件的岸線資源已經(jīng)大多被開(kāi)發(fā)。新建碼頭一般建設(shè)在自然條件相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，為了克服這些不利因素，新建碼頭一般選擇建造在離岸較遠(yuǎn)的深水區(qū)中。深水化和大型化已經(jīng)成為高樁碼頭未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，但同時(shí)也對(duì)碼頭樁基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求。
1.2 高樁碼頭發(fā)展趨勢(shì)
高樁碼頭的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)個(gè)方面：
（1）減小構(gòu)件自重，節(jié)約材料。如：在碼頭中采用拱形結(jié)構(gòu)。例如拱形梁和雙曲板等。
（2）提高樁基承載力，減少樁基數(shù)量。如：采用大直徑管樁，通過(guò)增大樁尖底面積和樁側(cè)表面積來(lái)增大樁尖承載力和樁側(cè)摩阻力。以此達(dá)到提高樁基承載力，減少樁基數(shù)量，節(jié)約成本的目的。
（3）簡(jiǎn)化樁基。如：減少樁的種類、簡(jiǎn)化布置。
（4）簡(jiǎn)化上部結(jié)構(gòu)，加快施工速度。如：通過(guò)加大構(gòu)件尺寸，統(tǒng)一構(gòu)件規(guī)格來(lái)減少構(gòu)件數(shù)量。目前國(guó)內(nèi)每跨碼頭的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量已經(jīng)從23件減少到10件作用，大大地縮短了工期。
（5）碼頭排架之間跨度增大。如：隨著船舶向大型化發(fā)展的趨勢(shì)日益明顯，為適應(yīng)大型船舶的靠泊，碼頭建設(shè)日益向著深水化、大跨度方向發(fā)展；隨著排架間距的加大，所需樁基的數(shù)量降低，從而大幅降低碼頭造價(jià)。
近年大直徑混凝土管樁和大直徑鋼管樁在工程中的推廣應(yīng)用和施工技術(shù)的成熟，確保了高樁碼頭深水化和大型化的可行性。大直徑混凝土管樁和大直徑鋼管樁的承載力比一般的樁都有很大的提升，從而在確保碼頭深水化和大型化的基礎(chǔ)上，還使得用加大碼頭排架間距來(lái)減少碼頭成本的辦法變成可能。加大碼頭排架間距可以大幅減少樁基數(shù)量，并以此節(jié)省碼頭建設(shè)經(jīng)費(fèi)。但這同時(shí)也帶來(lái)碼頭上部結(jié)構(gòu)跨度變大，上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力急劇增大，普通梁板式結(jié)構(gòu)無(wú)法承受的問(wèn)題。
為了解決以上問(wèn)題，有關(guān)學(xué)者借鑒橋梁工程中的拱橋提出了拱形圬工縱梁、拱形桁架縱梁等結(jié)構(gòu)。但對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)中拱形縱梁的研究才剛剛起步，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范和通用的設(shè)計(jì)方法。本文在充分了解國(guó)內(nèi)外碼頭結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，對(duì)可適用于深水大碼頭發(fā)展需求的大跨度拱形縱梁碼頭的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并提出建議。
2、拱形結(jié)構(gòu)在碼頭上應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
2.1 拱形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
拱結(jié)構(gòu)與梁結(jié)構(gòu)的區(qū)別，不僅在于外形不同，更重要的是兩者受力性能有著本質(zhì)的區(qū)別。梁式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，支承處僅產(chǎn)生豎向支承反力，梁體主要承受彎矩和剪力；而拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端支承除了有豎向反力外，還將產(chǎn)生水平推力。正是這個(gè)水平推力，使拱體的彎矩大大減小，拱截面主要承受軸向壓力，主拱圈以受壓為主，使之成為以受壓為主的壓彎構(gòu)件。由此使之成為大跨度結(jié)構(gòu)的優(yōu)選型式。
拱形的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）跨越能力大；（2）抗風(fēng)穩(wěn)定性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)整體性好；（3）能就地取材，造價(jià)較低；（4）耐久性能好，維修、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低；（5）建筑藝術(shù)造型簡(jiǎn)介優(yōu)美。
拱形結(jié)構(gòu)用于高樁碼頭的主要缺點(diǎn)是：自重較大，自重和受力會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生較大水平推力。
2.2 拱形結(jié)構(gòu)在碼頭中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
拱形結(jié)構(gòu)在碼頭上的應(yīng)用主要借鑒于橋梁工程上的拱橋。拱形結(jié)構(gòu)因其良好的抗壓能力，被運(yùn)用在碼頭結(jié)構(gòu)中可增加碼頭的承載力，減少構(gòu)件數(shù)，達(dá)到節(jié)省碼頭成本的效果。
華東水利學(xué)院水港系雙曲拱碼頭研究小組于1978年提出了有雙曲拱板的高樁碼頭的設(shè)計(jì)構(gòu)想，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。本碼頭面板采用雙曲拱板，其結(jié)構(gòu)借鑒于橋梁工程中常見(jiàn)的雙曲拱橋。雙曲拱形較之一般拱形可以更加均勻的傳遞壓力給樁基，有更 等地得到小規(guī)模推廣，但因?yàn)槭┕ぢ闊?，設(shè)計(jì)理論也不夠成熟，未在全國(guó)范圍內(nèi)得到大規(guī)模推廣。
圖1高樁雙曲面板碼頭典型斷面圖
浙江省交通局于1978年在浙江省6905碼頭工程中，使用了設(shè)置拉桿的拱形橫梁結(jié)構(gòu)。具體設(shè)計(jì)如圖2所示。拱形結(jié)構(gòu)可以將上部荷載更好的傳遞給樁基，同時(shí)減小橫梁上的彎矩，更好地發(fā)揮混凝土的抗壓性能。相對(duì)普通的梁板式碼頭，采用本結(jié)構(gòu)可以節(jié)省混凝土和鋼材20%以上。但是這種結(jié)構(gòu)因?yàn)槭┕ぽ^一般梁板式碼頭復(fù)雜，未能得到大規(guī)模推廣。
圖2高樁拱形橫梁碼頭典型斷面圖
2007年曹源在傳統(tǒng)的高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用拱式縱梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的簡(jiǎn)支縱梁，提出了大跨度懸鏈線拱式縱梁碼頭的新型結(jié)構(gòu)型式（如圖3所示）。但是由于該結(jié)構(gòu)將拱腳固結(jié)在樁臺(tái)上，所以樁基礎(chǔ)要承受很大的水平承載力。為了提供足夠大的水平承載力，樁基礎(chǔ)被設(shè)計(jì)成由多根直樁和叉樁組成的樁臺(tái)。這種設(shè)計(jì)加大了施工難度，并且較大地提高了施工成本，并不能很好地達(dá)到減少碼頭造價(jià)的目的。
圖3懸鏈線拱式縱梁碼頭正面圖
2007年于忠偉在普通梁板式高樁碼頭結(jié)構(gòu)型式的基礎(chǔ)上，借鑒橋梁工程中的拱梁，在高樁碼頭結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用拱式縱梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的簡(jiǎn)支縱梁，提出了由拱梁、拉桿、吊桿、立柱組成的新型結(jié)構(gòu)型式（如圖4所示）。本結(jié)構(gòu)在拱梁之間設(shè)置了一個(gè)拉桿，雖然可以部分的平衡兩拱腳對(duì)樁基礎(chǔ)的水平荷載，但剩余的水平荷載依然需要通過(guò)多根樁組成的樁臺(tái)來(lái)抵消。這樣就提高了施工成本，并且拉桿和吊桿的設(shè)置加大了施工難度。拉桿在極端環(huán)境下的破壞也會(huì)給整個(gè)碼頭結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全上的隱患。
圖4桁架式拱形縱梁碼頭斷面圖
2009年翟秋針對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的特殊性，借鑒拱橋結(jié)構(gòu)，提出了適用于外海深水條件的拱式縱梁新型碼頭結(jié)構(gòu)型式，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)整體布置，從材料特性、截面類型、構(gòu)件尺寸范圍等方面闡述了主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求,具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。并首次將拓?fù)鋬?yōu)化的概念及方法引入碼頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，基于拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)拱圈梁的合理拱軸線進(jìn)行研究。但本結(jié)構(gòu)和圖4中的結(jié)構(gòu)存在著同樣的問(wèn)題。
圖5桁架式拱形縱梁碼頭斷面圖
3 總結(jié)及建議
雖然拱形結(jié)構(gòu)有跨越能力大、耐久性能好、構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)用在碼頭結(jié)構(gòu)上時(shí)，依然存在以下問(wèn)題：（1）設(shè)計(jì)理論不夠成熟。（2）施工較一般梁板式碼頭復(fù)雜。（3）對(duì)樁基礎(chǔ)的水平承載力要求較高，難以很好地達(dá)到減少碼頭造價(jià)的目的。所以建議：1、采用有限元軟件:對(duì)拱形縱梁內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。包括拱形縱梁在不同約束下的最大承載力、撓度變化、內(nèi)力分布、最大應(yīng)力位置等。并以此為依據(jù)對(duì)拱形梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在承載力達(dá)到實(shí)際工程需求的基礎(chǔ)上解決拱腳對(duì)樁基礎(chǔ)的水平推力過(guò)高的問(wèn)題；2、參照實(shí)際工程中的樁基布置，設(shè)計(jì)出適合拱形縱梁結(jié)構(gòu)的樁基構(gòu)造，并從工程造價(jià)的角度將本方案與原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析。
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1引言
在經(jīng)濟(jì)與科技日益發(fā)展的今日，我國(guó)的城市人口急劇增加，我國(guó)的工業(yè)也取得了很大的發(fā)展，因此生活用水與工業(yè)用水的需求也日益旺盛，導(dǎo)致水源越來(lái)越短缺。在如此嚴(yán)峻的形勢(shì)面前，水利工程的設(shè)計(jì)尤顯重要。水利工程主要是指通過(guò)充分開(kāi)發(fā)利用水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的地區(qū)均衡，防止洪澇災(zāi)害而修建的工程。由于自然因素和地理因素的影響，各個(gè)地區(qū)的氣候不同，河流分布也不同，這就造成全國(guó)水資源分布嚴(yán)重不均勻，比如西北地區(qū)為嚴(yán)重缺水地區(qū)。為了滿足全國(guó)各地人民的生產(chǎn)生活需要，我們必須大力修建水利工程，認(rèn)真規(guī)劃水利工程的設(shè)計(jì)，關(guān)注水利工程未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[1]。
2水利工程的設(shè)計(jì)趨勢(shì)
2.1水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中審查、監(jiān)管的力度會(huì)加大
由于近些年曝光的豆腐渣工程越來(lái)越多，國(guó)家對(duì)水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的審查、監(jiān)管的力度會(huì)越來(lái)越大。水利工程的建設(shè)過(guò)程中要派專人監(jiān)管，防止出現(xiàn)不合理的工程建設(shè)及建設(shè)資金被貪污，建設(shè)完成后要對(duì)工程進(jìn)行嚴(yán)格審查，以免出現(xiàn)豆腐渣工程。例如1998年長(zhǎng)江發(fā)生全國(guó)性特大洪水。其原因除自然災(zāi)害外，工程建設(shè)質(zhì)量差也是非常重要的原因。所以，在以后的水利工程設(shè)計(jì)中，就更要借助法律和市場(chǎng)的手段來(lái)進(jìn)行全面全方位的審查，使得水利工程的質(zhì)量過(guò)硬，禁得起時(shí)間的考驗(yàn)。
2.2設(shè)計(jì)時(shí)突出對(duì)自然的保護(hù)
現(xiàn)代水利工程的設(shè)計(jì)更加注重對(duì)自然的保護(hù)，力求減少因水利工程建設(shè)而帶來(lái)的生態(tài)破壞。水利水電工程對(duì)環(huán)境影響，有些是不可避免的，而有些是可以通過(guò)采取一定的措施來(lái)避免或減小的。水利工程的建設(shè)會(huì)影響到河流的生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重的話會(huì)對(duì)魚(yú)類的生存繁衍造成影響，從而影響漁業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)。水利工程建設(shè)會(huì)對(duì)上游植被造成破壞，容易造成水土流失，因此，這就要求下游平原應(yīng)該擴(kuò)展植被面積，減少水土流失，從而減輕下游港口航道淤積的程度。如果在建設(shè)過(guò)程中沒(méi)有注意對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，以后不僅會(huì)導(dǎo)致物種滅絕,而且也會(huì)對(duì)人的身體健康造成影響。例如，葛洲壩的建成導(dǎo)致了中華鱘的數(shù)量減少，再例如，阿斯旺水壩施工人員沒(méi)有做好建成以后對(duì)環(huán)境影響的預(yù)測(cè)，造成水壩建成以后下游水域居民大量得血吸蟲(chóng)病，對(duì)身體健康造成了重大危害。
2.3設(shè)計(jì)時(shí)重視文化內(nèi)涵
完美的水利工程建設(shè)有利于城市美好形象的樹(shù)立，可豐富城市文化內(nèi)涵。杭州政府重視西湖，并為西湖做出很好的規(guī)劃、修整、維護(hù)，使西湖之美與時(shí)俱進(jìn)。所以說(shuō)完美的水利工程，不僅為杭州增添了幾分自然美，也為杭州這座城市增添了濃厚的人文氣息[2]。城市水利工程的建設(shè)不僅要注意地上建設(shè)，也要兼顧地下建設(shè)，這樣不僅能防止城市內(nèi)澇，而且能突出城市天人合一的文化內(nèi)涵。例如巴黎的地下水道，干凈、整潔，許多外國(guó)人都曾到地下水道參觀，而我國(guó)在這方面仍存在很大的差距。
2.4設(shè)計(jì)過(guò)程中注意對(duì)地形的影響
大型水利工程的選址不應(yīng)該在地勢(shì)較低，地殼承載力較低的地區(qū)，例如盆地，這樣易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。如果選在地殼承載力較低的地區(qū)，水庫(kù)中的過(guò)大攔截水量會(huì)侵蝕陡峭邊岸，可能會(huì)導(dǎo)致山體滑坡，再加上水位波動(dòng)頻繁，會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，可能會(huì)引發(fā)地面塌陷，嚴(yán)重的可能引發(fā)地震。
2.5設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)周圍文化古跡的保護(hù)
水利工程建設(shè)過(guò)程中可能會(huì)對(duì)文化古跡造成影響，未來(lái)水利工程的建設(shè)應(yīng)該建立在不破壞或者是盡量減少對(duì)文化古跡的破壞的基礎(chǔ)上，從而保護(hù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)景名勝的安全。如三峽大壩建成之時(shí)許多文物古跡都被淹沒(méi)江水當(dāng)中，對(duì)中國(guó)歷史文化方面的破壞很大。
3水利工程的發(fā)展趨勢(shì)
3.1大壩建設(shè)會(huì)減少，近海港口工程會(huì)增加
自三峽大壩建成后，我國(guó)的大壩建設(shè)的需求量也在減少，大壩建設(shè)即將迎來(lái)低谷期。水利工程更多地開(kāi)始投入到近海城市港口當(dāng)中，近海城市港口的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越重要。所以，以后水利工程的建設(shè)中近海港口工程會(huì)增加。
3.2水利工程的功能在不斷拓展
現(xiàn)在水利工程的功能已經(jīng)拓展到調(diào)節(jié)洪峰、發(fā)電、灌溉、旅游，航運(yùn)等方面。就拿三峽大壩來(lái)說(shuō)，它的功能不僅僅是防洪灌溉，而是集防洪、灌溉、發(fā)電、旅游為一體。三峽水電站裝機(jī)總?cè)萘繛?820×104kW，年均發(fā)電量847×108W，每年售電收入可達(dá)181×108～219×108元，除可償還貸款本息外，還可向國(guó)家繳納大量稅款，每年所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^[3]。以往，三峽險(xiǎn)峻眾所周知，建國(guó)后雖進(jìn)行了系統(tǒng)處理，但是航道狀況復(fù)雜，仍舊不時(shí)出現(xiàn)航運(yùn)事故。但是，三峽大壩建成之后，萬(wàn)噸大船可直達(dá)重慶，通航能力增加數(shù)倍，航運(yùn)壓力減輕不少。三峽大壩的建成更推動(dòng)了三峽旅游熱，現(xiàn)在去三峽旅游的人越來(lái)越多，推動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.3各個(gè)部門(mén)的合作會(huì)不斷加強(qiáng)
水利工程的建設(shè)離不開(kāi)地理勘探，而且會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成一定的影響，所以，這就需要協(xié)調(diào)各方，促使各方的通力合作，這樣才會(huì)對(duì)自然環(huán)境的影響降到最低。首先，水文部門(mén)要通知施工部門(mén)詳細(xì)解釋施工地區(qū)的情況，從而促進(jìn)施工人員對(duì)施工地區(qū)各種情況的了解，然后，施工部門(mén)需要采納環(huán)保部門(mén)的意見(jiàn)，以減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的破環(huán)程度。
3.4國(guó)外市場(chǎng)對(duì)水利工程建設(shè)的需求大于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)
近些年來(lái)由于我國(guó)西南、西北地區(qū)的水利工程趨于完善，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于水利工程的需求量越來(lái)越低。而國(guó)外某些發(fā)展中國(guó)家水資源分布不均勻，急需水利工程的建設(shè)，但其自身的水利工程建設(shè)技術(shù)不成熟。因此，我國(guó)可以去外國(guó)進(jìn)行水利工程的建設(shè)，這樣不僅有利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，還可以促進(jìn)我國(guó)與他國(guó)之間的友好關(guān)系。
4結(jié)語(yǔ)
水利工程不僅關(guān)系到人類的生存發(fā)展，也關(guān)系到自然界的生態(tài)平衡，只有做到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一，才能把水利工程所帶來(lái)的負(fù)面影響降到最低。大型水利工程建成以后，不僅會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛟斐捎绊懀液苡锌赡軙?huì)對(duì)全球氣候造成影響。所以，這就要求在水利工程完工之后，氣象部門(mén)、水文部門(mén)、林業(yè)部、國(guó)土資源局共同監(jiān)控，做出預(yù)測(cè)，為及早地應(yīng)對(duì)水利工程所帶來(lái)的氣候變化、自然災(zāi)害做好準(zhǔn)備。水利工程有利有弊，只有讓利增加，讓弊減少，這樣的水利工程才稱得上利國(guó)利民。
【參考文獻(xiàn)】
【1】于武盛，王守杰，呂錦有.遼寧省地表水資源分布及成因分析[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2003(4)：25.
中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）35-0078-03
隨著科技的發(fā)展，土木工程的相關(guān)規(guī)范已經(jīng)逐步過(guò)渡到基于概率的設(shè)計(jì)方法，即考慮結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)方法。1998年出臺(tái)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》ISO2394：1998，2002年，考慮結(jié)構(gòu)可靠度的歐洲新規(guī)范《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（EN1990：2002）出臺(tái)，2008年，我國(guó)的新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》頒布。規(guī)范頒布至今時(shí)間不長(zhǎng)，相關(guān)的教育教學(xué)還不完善。目前本科階段沒(méi)有《結(jié)構(gòu)可靠度》這門(mén)課，土木研究生只是選修課。本文針對(duì)我校研究生的現(xiàn)狀，談?wù)劇豆こ探Y(jié)構(gòu)可靠度》這門(mén)課的教學(xué)和體會(huì)。
一、《結(jié)構(gòu)可靠度》開(kāi)設(shè)的必要性
《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》1992年第一版頒布以來(lái)，各土木行業(yè)也陸續(xù)頒布了相應(yīng)的可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，包括港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50158—92），水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50199—94），鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50216—94），公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50283—1999）。2008年第二版的《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)第一版進(jìn)行了修訂并增加了對(duì)既有結(jié)構(gòu)可靠性的評(píng)定。《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）也是修訂版。各標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，標(biāo)志著普遍設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步，它從原規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法轉(zhuǎn)到以概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。這種設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變，具有普遍性，涉及到結(jié)構(gòu)工程的各種行業(yè)，包括土木、水電、建筑、鐵路、公路、港口等等。相關(guān)的從業(yè)工程技術(shù)人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗(yàn)為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術(shù)人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎(chǔ)——可靠度理論，只在極少數(shù)大學(xué)開(kāi)設(shè)，這造成了理論與實(shí)踐的脫節(jié)，學(xué)生從業(yè)后對(duì)規(guī)范理解不夠深入和透徹。面對(duì)規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應(yīng)教學(xué)還沒(méi)跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學(xué)的。事實(shí)上，為了方便學(xué)生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進(jìn)行教學(xué)，可以在本科生高年級(jí)開(kāi)設(shè)。目前只在研究生階段學(xué)習(xí)，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學(xué)生科研提供了新方法，開(kāi)拓了視野。
二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系探討
《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系，應(yīng)包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實(shí)施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進(jìn)展情況，讓學(xué)生對(duì)可靠度在土木行業(yè)的應(yīng)用和研究有較深入的理解，為學(xué)生的研究開(kāi)闊視野。具體分析有以下幾點(diǎn)。
1.教學(xué)目的。《結(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開(kāi)設(shè)的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應(yīng)用。目前我國(guó)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法沒(méi)有充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機(jī)變異性，廣義可靠度則還能進(jìn)一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會(huì)從隨機(jī)概率分析的角度來(lái)處理力學(xué)和結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
2.教學(xué)內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡(jiǎn)介，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和半概率設(shè)計(jì)方法，中心點(diǎn)法——次二階矩理論之一，驗(yàn)算點(diǎn)法——次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計(jì)分析，近似概率法的應(yīng)用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個(gè)問(wèn)題。本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是一次二階矩理論、概率極限設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設(shè)計(jì)，既有結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學(xué)生科研提供參考。
3.教學(xué)方法。當(dāng)今教育注重知識(shí)講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識(shí)是能力的基礎(chǔ)，能力是已獲知識(shí)應(yīng)用的手段和體現(xiàn)。（1）在課堂教學(xué)方法上，采用小班教學(xué)，課堂教學(xué)方式相對(duì)比較靈活。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同可采用講解、回答問(wèn)題、討論、自學(xué)等多種教學(xué)方式。（2）將多種教學(xué)手段引入教學(xué)體系。除常規(guī)教學(xué)手段外，還可采用多媒體技術(shù)，比如ppt、視頻、動(dòng)畫(huà)，以形象直觀地展示教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實(shí)的距離。這些教學(xué)表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。（3）提升學(xué)生的科研意識(shí)。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學(xué)生了解相關(guān)方面的研究情況。
4.重視應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。在互連網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，學(xué)生上網(wǎng)幾乎成了習(xí)慣。充分利用這個(gè)條件，讓學(xué)生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對(duì)他們相對(duì)有難度的問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關(guān)系著教學(xué)的質(zhì)量和效果。深厚的基礎(chǔ)理論和廣博的專業(yè)知識(shí)，一定的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究能力，是對(duì)現(xiàn)代大學(xué)教師的時(shí)代要求。教師須注重調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，才能保證在教學(xué)中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學(xué)生的工程意識(shí)和科研意識(shí)。當(dāng)然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達(dá)能力、與學(xué)生互動(dòng)的能力、敏感捕捉學(xué)生疑惑點(diǎn)的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學(xué)效果的動(dòng)力和源泉。
三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)實(shí)踐總結(jié)
結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，下面是對(duì)《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)。
1.精心組織教學(xué)，全力保證教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領(lǐng)域；利用多樣化的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生理解、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.拓展課堂教學(xué)，開(kāi)展多層次多種形式的教學(xué)活動(dòng)。對(duì)于可靠度相關(guān)的概率、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)振動(dòng)等數(shù)學(xué)知識(shí)，采用重點(diǎn)講解與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，對(duì)于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，在課堂講解時(shí)穿行，開(kāi)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的專題講座，開(kāi)拓學(xué)生的視野，對(duì)可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過(guò)學(xué)習(xí)拓展、前沿講解和專題講座，學(xué)生鞏固了所學(xué)知識(shí)，開(kāi)闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學(xué)內(nèi)容。
3.結(jié)合科研與實(shí)際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實(shí)際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時(shí)調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓展知識(shí)面，了解新技術(shù)和新方法。積極參加實(shí)際工程，才能提高動(dòng)手能力，增強(qiáng)工程素質(zhì)。實(shí)踐表明：通過(guò)將科研和工程實(shí)踐成果引入教學(xué)，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強(qiáng)教學(xué)效果。
4.考核辦法?？己瞬捎闷綍r(shí)成績(jī)和寫(xiě)論文的形式，由于是小班，學(xué)生本科學(xué)習(xí)的背景不一樣，每個(gè)學(xué)生的論文題目和方向是不一樣的，迫使其獨(dú)立完成。經(jīng)學(xué)生的實(shí)踐說(shuō)明，這種考核方法是適合該課程特點(diǎn)的一種較好的考試辦法。它既可以促進(jìn)學(xué)生掌握可靠度的基本內(nèi)容，又可以增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并對(duì)以后的碩士論文撰寫(xiě)有幫助。
四、結(jié)束語(yǔ)。
在結(jié)構(gòu)可靠度的教學(xué)實(shí)踐中，有如下幾點(diǎn)體會(huì)：（1）課程內(nèi)容應(yīng)盡可能地反映學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。課堂講義應(yīng)反映一些較成熟的、工程上適用的較新研究成果，著重從方法和思路方面加以講解。（2）教學(xué)與學(xué)生擴(kuò)展閱讀、自己查資料、寫(xiě)論文相結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生自己就某個(gè)方向收集資料、提煉觀點(diǎn)的能力。（3）針對(duì)部分學(xué)生本科教學(xué)的背景差異，在課堂講授時(shí)，做一些查漏補(bǔ)缺的教學(xué)。該部分應(yīng)簡(jiǎn)單易懂，并給出進(jìn)一步閱讀的參考書(shū)目或網(wǎng)址，以方便學(xué)生拓展閱讀。（4）教學(xué)與科研相結(jié)合。高水平的教學(xué)離不開(kāi)科研，科研與教學(xué)相互促進(jìn)，高質(zhì)量的教學(xué)需要高質(zhì)量科研的融入。
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1 引言
所謂安全投入，即安全活動(dòng)的一切人力、物力和財(cái)力的總和。人員、技術(shù)、設(shè)施等的投入、安全教育及培訓(xùn)、勞動(dòng)防護(hù)及保健費(fèi)用、事故援救及預(yù)防、事故傷亡人員的救治花費(fèi)等，均視為安全投入。
港口航道工程建設(shè)中對(duì)安全投入的目的就是使利益最大化，以防后續(xù)更多不必要的投入，港口航道工程安全投入的滯后性尤為突出。當(dāng)下我國(guó)港口航道工程的重建及改造迫不及待，但港口航道工程具有工程規(guī)模大、形式多樣、施工技術(shù)復(fù)雜、地處野外且多為開(kāi)敞式施工等特點(diǎn)，與一般建筑工程相比．港口航道工程施工存在更多的安全隱患，安全問(wèn)題更為突出。因此更好的保障港口航道建設(shè)與安全生產(chǎn)同步協(xié)調(diào)發(fā)展，更好的做好安全與投入，做好施工安全管理至關(guān)重要，本文設(shè)想建設(shè)港口航道工程安全投入體系，更好的利用資源，盡可能使利益最大化。
2 安全投入與產(chǎn)出分析
2.1 投資合理度分析
美國(guó)的格雷厄尼-金尼和弗恩的投資合理度計(jì)算公式：投資合理度=事故后果嚴(yán)重性R×危險(xiǎn)性作業(yè)嚴(yán)重程度Ex×事故發(fā)生可能性P／經(jīng)費(fèi)指標(biāo)C×事故糾正度D.
合理度的臨界值被選為10，合理度小于10認(rèn)為是不合理的；合理度大于10認(rèn)為是合理的。
港口航道工程中，潛水作業(yè)，海上大風(fēng)大浪，高空作業(yè)等因素使危險(xiǎn)性作業(yè)嚴(yán)重程度Ex分值很大。然而港口航道工程中一旦出現(xiàn)事故輕則溺水重傷，重則死亡，故事故后果嚴(yán)重性R也很大。然而經(jīng)費(fèi)指標(biāo)是有限的，我們只能減少事故發(fā)生性P，增大事故糾正度D
2.2 合理投資率分析
投資率或儲(chǔ)蓄率k所必須要滿足的條件：k=(1+g)/v
下期的總需求D是下期的消費(fèi)需求(1一k)(1+g)和投資需求k(1+g)之和：D=(1一k)(1+g)+k（1+g）
其中，自然增長(zhǎng)率g，v為技術(shù)上可行的投資生產(chǎn)率，k為投資率(或儲(chǔ)蓄率)。
合理的投資率k取決于經(jīng)濟(jì)自然增長(zhǎng)率和技術(shù)上可行的投資生產(chǎn)率。如果k過(guò)大，就表明經(jīng)濟(jì)中供大于求。生產(chǎn)能力過(guò)剩；如果k過(guò)小，就表明需求過(guò)度，生產(chǎn)能力不足。
港口航道工程中，自然增長(zhǎng)率g前些年幾乎不變，近些年由于中央加大水利建設(shè)的政策的出臺(tái)而變大，因此，為了保證合理的投資率，我們必須增大技術(shù)上可行的投資生產(chǎn)率，勢(shì)必要增加投入，經(jīng)費(fèi)指標(biāo)亦要增加，但總體安全投入不增加比例不一定協(xié)調(diào)，可能導(dǎo)致2.1中經(jīng)費(fèi)指標(biāo)C不合理。
3 建設(shè)港口航道工程安全投入體系
3.1 安全管理體系
考慮到港口航道工程項(xiàng)目的全壽命周期，在大型工程項(xiàng)目建設(shè)中，按照工程項(xiàng)目的各個(gè)階段，安全管理體系的內(nèi)容可以從三個(gè)方面理解：（1）全壽命安全因素分析。在港口航道工程建設(shè)的整個(gè)周期內(nèi)，即從項(xiàng)目的決策立項(xiàng)實(shí)施到其投入運(yùn)營(yíng)和管理，對(duì)于項(xiàng)目的不確定因素都必須進(jìn)行安全分析，研究該安全因素，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和過(guò)程控制。（2）全部安全因素的管理。在港口航道項(xiàng)目建設(shè)對(duì)的每個(gè)階段進(jìn)行安全因素分析，要羅列各種可能的風(fēng)險(xiǎn)，并將它們作為管理的對(duì)象。（3）全手壽命安全組織措施。對(duì)于已經(jīng)被確立的有重要影響的安全因素，要做到從業(yè)主到各承包商監(jiān)理等各參與方均應(yīng)落實(shí)專門(mén)機(jī)構(gòu)專人負(fù)責(zé)建設(shè)項(xiàng)目的安全管理，并賦予相應(yīng)的權(quán)限職責(zé)和資源。
3.2 安全監(jiān)督體系
建立完善的安全監(jiān)督體系，除工程監(jiān)理外，在港口航道工程中建立關(guān)于安全的單獨(dú)安全監(jiān)理，單獨(dú)安全監(jiān)理負(fù)責(zé)全面性的安全監(jiān)督工作，對(duì)全面安全管理進(jìn)行必要的監(jiān)督，安全監(jiān)督體系要始終存在于整個(gè)建設(shè)周期。
3.3 眾大危險(xiǎn)源預(yù)警體系
體系應(yīng)對(duì)港口施工安全風(fēng)險(xiǎn)的管理主要圍繞重大危險(xiǎn)源的防控展開(kāi)。危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)因素的防控主要通過(guò)對(duì)各種因素的巡查監(jiān)控等手段實(shí)現(xiàn)。
3.4 建立預(yù)防中心分析中心
預(yù)防中心和分析中心是單獨(dú)存在的機(jī)構(gòu)，它可以同時(shí)服務(wù)多個(gè)工程，對(duì)多個(gè)工程的安全投入與產(chǎn)出進(jìn)行分析，做到數(shù)據(jù)的共享，但務(wù)必要保證時(shí)效性，及時(shí)的服務(wù)港口航道工程的施工與建設(shè)。及時(shí)分析需要的經(jīng)費(fèi)指 標(biāo)，分析故發(fā)生性P，事故糾正度D，分析擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)的安全投入經(jīng)費(fèi)值。分析中心是整個(gè)體系的技術(shù)中心，是整個(gè)體系的核心。
3.5 綜合處理機(jī)制
綜合處理投入與安全生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，做到統(tǒng)籌全面，把各個(gè)部門(mén)充分的協(xié)調(diào)起來(lái)，見(jiàn)下圖1：
4 安全投入方法
4.1 實(shí)施和諧管理
和諧管理是當(dāng)前施工管理的嶄新思路和有效途徑，只有通過(guò)以人為本，和諧管理，才能充分調(diào)動(dòng)職工的積極性和創(chuàng)造性，提高企業(yè)的凝聚力和戰(zhàn)斗力，協(xié)調(diào)好于監(jiān)理業(yè)主設(shè)計(jì)單位之間的關(guān)系，達(dá)到共同發(fā)展。從而，實(shí)現(xiàn)安全進(jìn)度效益等施工目標(biāo)，圓滿的完成一個(gè)工程項(xiàng)目。
4.2 運(yùn)用可再生材料
運(yùn)用可再生材料能保護(hù)環(huán)境，節(jié)約成本，更重要的是，運(yùn)用可再生材料可以在以后的工程維護(hù)及報(bào)廢時(shí)減少投入，減少工程量，也減少了事故發(fā)生可能性P，從而可以在合理度不變的情況下減少開(kāi)支。21世界港口航道工程中運(yùn)用可再生材料是港口航道工程向前發(fā)展所必須的，效益之大不僅在于其環(huán)境保護(hù)一處。
4.3 提前做好安全監(jiān)控預(yù)防
港口航道工程多為大型水利工程，工程建設(shè)周期長(zhǎng)，施工環(huán)境惡劣，很多時(shí)候還要水下作業(yè)，事故一旦發(fā)生后果相當(dāng)嚴(yán)重，提前做好安全預(yù)防工作能有效減少后期投入（包括處理事故所必須的開(kāi)銷），有效的減少經(jīng)費(fèi)指標(biāo)C,提高合理度。
5 利益最大化分析
利益最大化的前提是安全，利用整個(gè)體系的作用，盡可能的使經(jīng)費(fèi)指標(biāo)C最小，利益最大化，往往投資者希望投入工程的安全經(jīng)費(fèi)比較合理，安全經(jīng)費(fèi)少但又能解決問(wèn)題。這就要求我們有一個(gè)控制安全投入，進(jìn)行需求分析，綜合各面的一個(gè)體系，即港口航道安全投入體系，體系的建立將力求使工程效率最大化，利益最大化。
6 結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)港口航道工程建設(shè)的實(shí)際情況，依托一些經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理，根據(jù)安全經(jīng)費(fèi)合理性的需要，提成了建設(shè)港口航道工程安全體系的構(gòu)想，力求使港口航道工程建設(shè)中預(yù)算經(jīng)費(fèi)更少但又能解決問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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長(zhǎng)江江蘇段河段概況
1、航道、錨地情況
航道尺度。2012年5月16日長(zhǎng)江南京航道局對(duì)長(zhǎng)江江蘇段主航道維護(hù)尺度進(jìn)行了調(diào)整，南京（燕子磯）至江陰（鵝鼻嘴）段，每年5月至10月，航道維護(hù)水深提高到10.8米，江陰至太倉(cāng)段仍為理論最低潮面下10.5米。2005年，長(zhǎng)江江蘇段定線制規(guī)定，龍爪巖以下深水航道航寬為500米，龍爪巖至燕子磯不足500米航寬以實(shí)際為準(zhǔn)，最窄處不得低于200米。
瓶頸航段。目前，長(zhǎng)江江蘇段南京燕子磯以下，主要有兩個(gè)瓶頸航段，福姜沙水道和尹公洲航段。福姜沙南水道（以下稱福南水道）48-53號(hào)浮、55-59號(hào)浮最窄處航寬不足200米，最淺處10.5米，尹公洲航段局部航寬不足200米，船舶交通流密度大，需重點(diǎn)解決航道水深和航寬問(wèn)題。
淺區(qū)情況。目前，長(zhǎng)江江蘇段主要有四處淺區(qū)，深吃水海船航經(jīng)淺區(qū)航段會(huì)產(chǎn)生明顯的淺水效應(yīng)。
——通州沙東水道：從#21黑浮到#22黑浮，此航段最淺水深在12米左右。
——福南水道：從#50黑浮到#52黑浮，從#56黑浮--#57黑浮，兩航段最淺水深在10.5--11米左右。
——三江營(yíng)河口附近：從#93黑浮到#94黑浮的上水航道，此航段最淺水深在10.5--11.5米左右。
——尹公洲航段：從#100浮到#101浮，此航段最淺水深在11--11.5米左右。
錨地現(xiàn)狀。根據(jù)《江蘇省沿江港口錨地總體規(guī)劃》和定線制規(guī)定，長(zhǎng)江江蘇段深水錨地13處，基本覆蓋南京以下各港口。
2、通航環(huán)境方面
渡口水域。長(zhǎng)江江蘇段渡口渡運(yùn)水域從板橋汽渡到太海汽渡共19處。渡口水域多數(shù)地處港區(qū)，渡船頻繁穿越主航道，系事故多發(fā)地段。
橋區(qū)水域。南京燕子磯以下有跨江大橋6座，蘇通大橋的通航環(huán)境最為復(fù)雜。
3、潮汐、氣象和水位
潮汐：江陰鵝鼻嘴以下為典型的潮流河段，水流和水深受潮汐影響明顯，江陰以上受水位影響明顯。
氣象：以南京港為例，全年對(duì)航行有影響的6級(jí)以上大風(fēng)日年平均15天，最多為49天，8級(jí)以上大風(fēng)日年平均8.4天，最多為26天。臺(tái)風(fēng)多出現(xiàn)于每年8月，對(duì)港口裝卸作業(yè)影響的1到2個(gè)。多年平均霧日29.6天，最多霧日數(shù)66天，最長(zhǎng)霧持續(xù)時(shí)間71小時(shí)。多年平均雷暴日30.9天。
水位：近三年來(lái)南京最低水位為0.64米，最高水位6.88米。
淺水效應(yīng)、富余水深及航道寬度的引航研究
1、淺水效應(yīng)對(duì)深吃水海船操縱的影響
阻力明顯增大、船速降低、船體發(fā)生劇烈震動(dòng)；船舶水動(dòng)力和力矩增大，橫移和轉(zhuǎn)向困難；船體下沉和縱傾變化加??；操縱性能發(fā)生改變。
2、富余水深
富余水深又稱剩余水深，是指船舶安全航行時(shí)，船底龍骨外側(cè)與相應(yīng)河底間應(yīng)保持的最小安全垂直距離。
富余水深按規(guī)定應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海港水文規(guī)范》和《內(nèi)河航道與港口水文規(guī)范》的有關(guān)要求。根據(jù)航道設(shè)計(jì)水深計(jì)算公式，為船舶航行安全起見(jiàn)，應(yīng)留有足夠的富余水深，若按12%統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，12.5米深水航道，進(jìn)江船舶適宜吃水為11.16米。
《長(zhǎng)江口深水航道(12.5米)試通航期間通航安全管理辦法》中第四條規(guī)定，船舶富余水深應(yīng)不小于船舶吃水的12%?！吨腥A人民共和國(guó)江蘇海事局船舶航行安全富裕水深管理規(guī)定》中規(guī)定，船舶實(shí)際吃水10.5米及以上的富裕水深不小于1.0米，載運(yùn)危險(xiǎn)貨物的，富裕水深應(yīng)另加0.1米；航速大于12節(jié)的，富裕水深另加0.1米。長(zhǎng)江江蘇段限速規(guī)定，一類航段船舶航速最低可達(dá)12節(jié)，因此，12.5米深水航道延伸后，深水航道內(nèi)，非?；反霸试S的吃水為11.4米。歐洲引航協(xié)會(huì)（EMPA）對(duì)部分港口規(guī)定，港內(nèi)富裕水深應(yīng)大于10％的吃水。
3、代表船型進(jìn)出港所需航道寬度
根據(jù)港口工程技術(shù)規(guī)范，單、雙向航道有效寬度的計(jì)算公式，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)船型尺度進(jìn)行計(jì)算，可得以下結(jié)論：
對(duì)于3-7萬(wàn)DWT的各類船舶，在福南水道、尹公洲等彎曲狹窄航段航行時(shí)，不可雙向通航。
對(duì)于7萬(wàn)DWT以上的各類超大型船舶，在福南水道、尹公洲等彎曲狹窄航段處，單向航行難以通過(guò)，應(yīng)采取其他措施。
引航技術(shù)研究及實(shí)船試驗(yàn)
1、引航技術(shù)研究
長(zhǎng)江引航中心現(xiàn)有引航員554名，其中高級(jí)引航員102名，一級(jí)引航員25名，有足夠引航力量勝任11.5米深吃水海船引航工作。為了12.5米深水航道延伸到哪里，11.5米吃水海船引領(lǐng)到哪里的同步目標(biāo)，引航中心進(jìn)行深入的研究，全線引航員從操作層面，共撰寫(xiě)引航技術(shù)論文29篇。
一般引航要求。引領(lǐng)11.5米吃水的超大型船舶時(shí)，原則上應(yīng)將航路選擇在深泓附近，在盡可能不違背定線制規(guī)定的情況下沿分隔帶邊緣行駛，確保水深足夠，避免發(fā)生淺水效應(yīng)。因避讓和追越會(huì)遇的需要，偏離規(guī)定航路，需與來(lái)船統(tǒng)一會(huì)讓意圖，并報(bào)經(jīng)交管同意。
港區(qū)、橋區(qū)、采砂區(qū)、捕魚(yú)區(qū)、渡口、支汊河口引航要求。超大型船舶通過(guò)這些區(qū)域，除采用備錨、了頭的通常做法外，還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）36-0192-03
《土木工程概論》課程是土建類各專業(yè)的一門(mén)非常重要的職業(yè)基礎(chǔ)課程，在整個(gè)課程的設(shè)置體系中起著先導(dǎo)和啟蒙作用，肩負(fù)著把完全不具備專業(yè)知識(shí)的學(xué)生引入到土木工程行業(yè)的大門(mén)，使學(xué)生從綜合教育跨入到土木建筑專業(yè)教育的重任。通過(guò)《土木工程概論》課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解土木工程行業(yè)的基本情況，了解土木工程行業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣，樹(shù)立專業(yè)思想，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)技能課程理清思路，指明方向。因此，《土木工程概論》課程在整個(gè)土建類專業(yè)的教學(xué)中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、《土木工程概論》課程的主要特點(diǎn)
《土木工程概論》課程主要講授土木工程的各個(gè)層面的知識(shí)和內(nèi)容，較為詳盡地介紹了土木工程各個(gè)分支學(xué)科所涉及的主要內(nèi)容和知識(shí)，其課程的主要特點(diǎn)如下。
1.課程內(nèi)容范圍廣泛?！锻聊竟こ谈耪摗氛n程的內(nèi)容非常廣泛，其涉及的教學(xué)內(nèi)容囊括了土木工程專業(yè)的所有領(lǐng)域，甚至包括了土木工程專業(yè)的許多相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容[1]。由于土木工程概論課程為土木工程專業(yè)的引導(dǎo)課程，編寫(xiě)《土木工程概論》課程教材者往往在教材編寫(xiě)時(shí)涵蓋的內(nèi)容非常寬廣，但知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容卻非常淺顯，很多內(nèi)容如基礎(chǔ)工程、港口工程、交通工程、建筑材料等在內(nèi)容的安排上基本上都是點(diǎn)到為止。因此，在《土木工程概論》課程的教學(xué)過(guò)程中如何有效地取舍教材內(nèi)容，是每位任課教師所面臨的主要問(wèn)題。
2.教學(xué)內(nèi)容以理論實(shí)踐相結(jié)合為主?！锻聊竟こ谈耪摗氛n程涉及的教學(xué)內(nèi)容雖然淺顯，但與工程實(shí)際聯(lián)系又非常密切，教材內(nèi)容應(yīng)該以工程案例為切入點(diǎn)，全面展示土木工程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)、建筑風(fēng)貌和所采用的新型建筑材料，以及土木工程中常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法，從而適度地拓展學(xué)生的視野，為學(xué)生了解專業(yè)、學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)以及確定學(xué)習(xí)目標(biāo)和方向奠定了一定的基礎(chǔ)。
3.教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新和補(bǔ)充?！锻聊竟こ谈耪摗氛n程所涉及到的課程內(nèi)容往往與現(xiàn)有的工程實(shí)際緊密相關(guān)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的不斷壯大，我國(guó)的建筑業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，但《土木工程概論》課程的教材在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)卻不能如建筑工程的發(fā)展一樣快速進(jìn)行更新，導(dǎo)致很多內(nèi)容滯后于工程實(shí)際。如出現(xiàn)在許多教材中的世界排名第一高樓：臺(tái)北101大樓，現(xiàn)早已被迪拜的迪拜塔所超越。教材內(nèi)容的滯后使得學(xué)生不能及時(shí)了解到建筑界新的發(fā)展，極大地阻礙了學(xué)生與工程實(shí)際的有效接軌，不利于學(xué)生的有效成長(zhǎng)。因此，如何在教材內(nèi)容滯后的情況下，要求教師密切關(guān)注建筑界的發(fā)展動(dòng)向，靈活地增加新的教學(xué)內(nèi)容和工程案例，是每位承擔(dān)《土木工程概論》課程任課教師的職責(zé)和義務(wù)。
二、《土木工程概論》課程的教學(xué)現(xiàn)狀
1.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏。在土木工程概論課程的教學(xué)過(guò)程中，我們不難發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分在讀學(xué)生，甚至極個(gè)別任課教師都片面地認(rèn)為：《土木工程概論》課程僅僅是土建工程類專業(yè)的入門(mén)課程，是一門(mén)新生剛剛?cè)雽W(xué)后的專業(yè)思想教育課程，其作用僅僅是學(xué)生了解到本專業(yè)的概況和基本風(fēng)貌，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣和熱情。該課程的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)見(jiàn)下頁(yè)圖1。這種片面的認(rèn)識(shí)導(dǎo)致很多高職院校在教學(xué)計(jì)劃的制定過(guò)程中，將《土木工程概論》課程僅作為專業(yè)的職業(yè)選修課程，課時(shí)量極少（大多數(shù)院校該課程為32學(xué)時(shí)，2個(gè)學(xué)分，個(gè)別院校該課程僅僅為24學(xué)時(shí)，1.5個(gè)學(xué)分），為了將《土木工程概論》中的眾多章節(jié)（一般該課程共計(jì)15章左右，涵蓋了土木工程的各個(gè)領(lǐng)域，如土木工程發(fā)展史、土木工程材料、基礎(chǔ)工程、建筑工程、交通工程、橋梁工程等）都講完，絕大多數(shù)教師以純理論的授課形式蜻蜓點(diǎn)水般地完成《土木工程概論》課程枯燥的教學(xué)任務(wù)，缺少非常必要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，這和在制定人才培養(yǎng)方案時(shí)將土木工程法概論課程作為土建工程類各專業(yè)的先行引導(dǎo)課程，以此來(lái)提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的了解及熱愛(ài)度的初衷發(fā)生了一定的背離，久而久之學(xué)生將會(huì)慢慢產(chǎn)生一種對(duì)專業(yè)的排斥心理，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生有效的學(xué)習(xí)專業(yè)技能課程的興趣極為不利，甚至產(chǎn)生一定的消極影響。
2.教材內(nèi)容更新較慢。教材對(duì)于任何專業(yè)任何課程的學(xué)生和教師而言都是極為重要的，沒(méi)有了教材，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握很難實(shí)現(xiàn)，而教學(xué)中優(yōu)秀的教材是促使學(xué)生快速掌握知識(shí)并引領(lǐng)學(xué)生入門(mén)的最佳途徑。目前我國(guó)《土木工程概論》課程的教材很多，但是大多數(shù)教材中不乏許多“十二五”規(guī)劃教材，內(nèi)容涉及面極廣，但教材內(nèi)容僅僅涉及專業(yè)知識(shí)的表面問(wèn)題，對(duì)深層次的專業(yè)知識(shí)接觸甚少，而對(duì)于建筑領(lǐng)域中的新工藝、新產(chǎn)品及建筑的前沿學(xué)科的介紹普遍偏少，教材內(nèi)容比較陳舊，不能反映當(dāng)今社會(huì)的土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀，這是因?yàn)楫?dāng)今我國(guó)的土木建設(shè)發(fā)展速度極快，無(wú)論是高層建筑、大跨度橋梁，還是超長(zhǎng)的隧道工程和地下工程的結(jié)構(gòu)形式、施工工藝以及建筑材料的發(fā)展速度都是日新月異的，然而教材的更新遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上土木工程學(xué)科的發(fā)展速度[2]，任課教師如何根據(jù)時(shí)代的發(fā)展及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容是《土木工程概論》教師面臨的主要問(wèn)題。
3.教學(xué)安排不盡合理。（1）課程的重視度不夠，教師安排缺乏考慮。許多高職院校對(duì)《土木工程概論》課程不夠重視，在該課程教師的安排上，往往認(rèn)為任何教師都可以上，更為嚴(yán)重的是很多高職院校將該課程交給剛剛從學(xué)校畢業(yè)的年輕教師負(fù)責(zé)講授，由于教材本身的缺陷，再加上青年教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)都不足，在教學(xué)過(guò)程中，難以用理論聯(lián)系實(shí)際，這樣就會(huì)導(dǎo)致教師會(huì)根據(jù)自己的喜好選擇講授內(nèi)容，講授過(guò)程找不到章節(jié)的相互聯(lián)系性，導(dǎo)致授課章節(jié)相對(duì)獨(dú)立，課程的整體性較弱，使得大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中“知其然而不知其所以然”，對(duì)課程內(nèi)容體系的掌握不足很容易造成學(xué)生“只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林”不良的結(jié)果。（2）教學(xué)學(xué)時(shí)不夠，考核方式過(guò)于簡(jiǎn)單。通過(guò)走訪、調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多高職院?！锻聊竟こ谈耪摗氛n程的授課課時(shí)普遍偏少，授課課時(shí)最少的院校只有16學(xué)時(shí)，大多數(shù)都在30學(xué)時(shí)左右。由于《土木工程概論》這門(mén)課程所包含的內(nèi)容非常廣泛，并且部分內(nèi)容在今后的教學(xué)過(guò)程中很難再涉及到，若按專業(yè)課程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解，如此少的教學(xué)時(shí)數(shù)，怎能達(dá)到教學(xué)計(jì)劃設(shè)置本課程的預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)，在走訪中了解到，很多高職院校在本門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中，所采用的考核方式基本上都過(guò)于簡(jiǎn)單，有的院校通過(guò)做作業(yè)的形式完成，有的院校因?yàn)檎n程內(nèi)容過(guò)多，采用開(kāi)卷考試的形式完成，有的院校以期末對(duì)本課程的總結(jié)完成，有的院校以閉卷記憶性基礎(chǔ)知識(shí)為考試內(nèi)容，考試內(nèi)容并未突出專業(yè)的基本特色。眾多的考核形式，僅僅限于一些基本的常識(shí)，使得考核流于形式，學(xué)生經(jīng)過(guò)這樣的考核，基本上全部過(guò)關(guān)，這就給剛剛進(jìn)入大學(xué)校園的學(xué)生造成一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：學(xué)習(xí)不學(xué)習(xí)都能過(guò)關(guān)，學(xué)好學(xué)不好都是一樣[3]，這種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)使得很多大學(xué)生缺失了學(xué)習(xí)熱情，得過(guò)且過(guò)，部分學(xué)生沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲不能自拔。這與我們開(kāi)設(shè)本課程對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)起到啟蒙、引導(dǎo)作用的初衷發(fā)生背離。
4.教學(xué)方法與手段落后。調(diào)查表明，大多數(shù)高職院?！锻聊竟こ谈耪摗氛n程缺乏相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，很多任課教師在課程的教學(xué)過(guò)程中，以課堂理論灌輸式的教學(xué)方式為主，輔以簡(jiǎn)單的工程案例教學(xué)法；課堂上，任課教師陶醉于自己的講授內(nèi)容中，講課講得口干舌燥，而講臺(tái)下的學(xué)生卻聽(tīng)得耐性全無(wú)，睡覺(jué)的睡覺(jué)，說(shuō)話的說(shuō)話，開(kāi)小差的開(kāi)小差，玩手機(jī)的玩手機(jī)；師生之間缺乏應(yīng)有的互動(dòng)以及學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考的時(shí)間和動(dòng)手訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，結(jié)果使得教師“一廂情愿”的陶醉于自己賣力的課程講授中，而學(xué)生始終不知所云[1]。此外，教學(xué)手段也過(guò)于單一，傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)和播放課件的教學(xué)手段已難以滿足當(dāng)前《土木工程概論》課程的多元化教學(xué)方式的需要，使剛進(jìn)校的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣急劇降低，始終處在被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)中，不利于今后專業(yè)課程的教學(xué)。
三、提高教學(xué)質(zhì)量的思考與建議
1.重視師資隊(duì)伍的建設(shè)。良好的教學(xué)效果需要高素質(zhì)的任課教師來(lái)保障。由于《土木工程概論》課程涉及的土木工程領(lǐng)域非常廣泛，涉及建筑工程、交通工程、橋梁工程、港口工程、地下工程、水利水電工程等相關(guān)知識(shí)，這就要求任課教師不僅有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，更應(yīng)當(dāng)積累一定的工程管理和工程處理的經(jīng)驗(yàn)以及扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)背景。因此，高職院校土建類專業(yè)建立起一支穩(wěn)定的，老中青相互結(jié)合的高素質(zhì)教師隊(duì)伍是提高并保證教學(xué)質(zhì)量的前提條件.同時(shí)，由于社會(huì)的快速發(fā)展，新的施工手段和新型材料不斷出現(xiàn)，而教材往往滯后于現(xiàn)代科技很長(zhǎng)一段時(shí)間，因此，各高職院校應(yīng)要求任課教師平時(shí)注意知識(shí)的搜集、積累、整理和總結(jié)，及時(shí)將現(xiàn)代土木工程領(lǐng)域中的新的知識(shí)、新工藝、新材料及時(shí)地補(bǔ)充給學(xué)生，使學(xué)生能夠及時(shí)融入到社會(huì)中，跟上時(shí)代的發(fā)展。
2.重視教學(xué)方法的創(chuàng)新。《土木工程概論》課程的教學(xué)內(nèi)容常常以理論偏多，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，對(duì)一些極為專業(yè)的、抽象的教學(xué)內(nèi)容很難理解甚至不理解。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這就要求我們的教師充分備課，在課堂上用簡(jiǎn)單、易懂、簡(jiǎn)明的教學(xué)方法使初學(xué)的學(xué)生能夠盡快地消化和理解教學(xué)內(nèi)容。
為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新思維能力，任課教師應(yīng)不斷嘗試和不斷完善教學(xué)方法，如采用啟發(fā)式、討論式、案例式等一系列教學(xué)方法相互融合的多元化教學(xué)方法[4]，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。例如，很多教師在本課程的教學(xué)過(guò)程中常采用的教學(xué)方法――案例教學(xué)法及討論式，多種教學(xué)方法的靈活綜合應(yīng)用，可以有效地引導(dǎo)學(xué)生自主探究和體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生過(guò)程，還原學(xué)生原來(lái)的科學(xué)思維活動(dòng)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力[5]。其教學(xué)方法的應(yīng)用見(jiàn)下頁(yè)圖2。
3.提倡多元化教學(xué)手段的綜合應(yīng)用。采用傳統(tǒng)的一支粉筆、一塊黑板為教學(xué)手段的授課方式，很難生動(dòng)地講授《土木工程概論》課程的教學(xué)內(nèi)容。因此，各高職院校應(yīng)提倡任課教師積極探索先進(jìn)的、現(xiàn)代化的教學(xué)手段，如，多媒體、網(wǎng)絡(luò)、投影等。通過(guò)圖像、聲音、文字、板書(shū)等幾方面的有機(jī)結(jié)合，把教學(xué)內(nèi)容立體地展現(xiàn)在學(xué)生面前，以彌補(bǔ)采用傳統(tǒng)教學(xué)手段授課帶來(lái)的不足。《土木工程概論》課程的另一個(gè)重要手段就是任課教師應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的一些問(wèn)題盡行有效地反饋，可通過(guò)作業(yè)、答疑、測(cè)試，跟學(xué)生網(wǎng)上聊天等各種渠道和形式來(lái)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的需求情況，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的疑惑，這樣任課教師就可以及時(shí)引入新的教學(xué)手段來(lái)保證教學(xué)質(zhì)量的有效提高，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
另外，在考核方式上，任課教師應(yīng)不斷探索，尋找并不斷完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系。課程考核是檢查任課教師教學(xué)效果、評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效手段之一，為了有效地提高《土木工程概論》課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，對(duì)現(xiàn)行的以期末閉卷考核為主的教學(xué)評(píng)價(jià)體系必須進(jìn)行改革。探索靈活多樣的考核方式，如，開(kāi)卷和閉卷相結(jié)合、平時(shí)小論文和期末綜合論文相結(jié)合、基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力相結(jié)合等多種考核方式，逐步形成有利于學(xué)生綜合素質(zhì)提高和能力培養(yǎng)的新的考核評(píng)價(jià)機(jī)制[1]。
四、結(jié)束語(yǔ)
《土木工程概論》課程是土木工程各專業(yè)的一門(mén)職業(yè)基礎(chǔ)課程，教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣，這就要求任課教師采用合理的、多元化的教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)出適合當(dāng)今時(shí)代需要的專業(yè)技能復(fù)合型人才。
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中圖分類號(hào)：F285 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1004-4914（2013）02-283-02
一、選題背景
1.混凝土澆筑的特點(diǎn)?；炷劣兄鴱?fù)雜的組成，組成混凝土的物質(zhì)包括膠凝材料、水、粗細(xì)骨料及外加劑等多種物質(zhì)，還有在攪拌澆筑過(guò)程中混入的空氣。這些物質(zhì)的狀態(tài)包括液態(tài)、固態(tài)乃至我們不希望看到的氣態(tài)。眾多復(fù)雜的物質(zhì)和物質(zhì)狀態(tài)意味著影響混凝土性質(zhì)的因素很多，在這眾多因素中，對(duì)混凝土性質(zhì)起決定作用的是膠凝材料和水。而本課題研究的透水模板正是通過(guò)改變混凝土拌和物中水的含量來(lái)改變混凝土的性質(zhì)。（1）新拌混凝土中的空氣和水。在拌制混凝土的時(shí)候，為了獲得必要的流動(dòng)性，常加入較多的水（約占水泥重量的40%～70%）。而水泥水化時(shí)所需的結(jié)合水一般只占水泥重量的23%左右。多余的水留在混凝土固結(jié)完成后留在固體中形成孔洞，這些孔洞對(duì)混凝土的強(qiáng)度起著不利的作用。現(xiàn)代混凝土的理論與實(shí)踐研究表明，混凝土強(qiáng)度的減弱主要是由這部分自由水造成的。
同時(shí)在攪拌混凝土的過(guò)程中，不可避免地帶入一些空氣。而凝固在混凝土中的空氣將直接形成孔洞，削弱混凝土的質(zhì)量。與自由水相比，空氣對(duì)混凝土的施工過(guò)程沒(méi)有什么好處。（2）游離水和氣孔對(duì)混凝土質(zhì)量的危害。通常游離水和空氣會(huì)在硬化后的混凝土中形成空隙等缺陷，由于現(xiàn)有模板材料大多是親水的，自由水和空氣容易在模板表面富集，非常容易在混凝土表面形成這些缺陷。這樣不但會(huì)給混凝土的表面質(zhì)量帶來(lái)直接的影響，更為嚴(yán)重的是這些缺陷會(huì)形成深入混凝土內(nèi)部通道，給混凝土的耐久性帶來(lái)極壞的影響。
這種缺陷逐漸成為混凝土施工過(guò)程中很難避免的通病，因?yàn)槠溆刹牧咸匦运?，并非可以?jiǎn)單地通過(guò)改進(jìn)施工工法所消除。
2.混凝土耐久性與抗?jié)B性。（1）混凝土的耐久性。隨著時(shí)間的推移，任何材料的物理力學(xué)性能都將收到環(huán)境因素的作用而發(fā)生改變，致使繼續(xù)使用材料將不安全或者不經(jīng)濟(jì)，此時(shí)可以認(rèn)為材料達(dá)到其使用壽命。耐久性好的材料，抵抗環(huán)境破壞因素的能力強(qiáng)，材料的使用壽命就長(zhǎng)，反之就短。
影響混凝土耐久性的因素可分為物理作用和化學(xué)作用兩類。物理作用主要包括表面磨蝕、凍融及孔隙中鹽類結(jié)晶壓力引起的膨脹開(kāi)裂等?；瘜W(xué)作用則指酸溶液使水泥漿濾析、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應(yīng)、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕等。其中鋼筋腐蝕的主要形式是電化學(xué)反應(yīng)。
混凝土中的孔隙和水分是影響混凝土耐久性的兩個(gè)重要因素。侵蝕性介質(zhì)只有通過(guò)孔隙向內(nèi)部滲透，才能對(duì)混凝土產(chǎn)生侵蝕作用。而幾乎所有的化學(xué)侵蝕都需要水做媒體。
除了水泥漿中存在水和孔隙外，骨料與水泥漿之間的界面和骨料本身也存在孔隙和水。受骨料形狀、級(jí)配、骨料含量等因素的影響，骨料、骨料與水泥漿之間界面上的孔隙和水，在不同的混凝土中往往有較大的差異。
而富集在模板表面的水和孔隙將主要由模板及脫模劑的性質(zhì)所決定，這部分水和空氣由于是直接影響混凝土外表面質(zhì)量，對(duì)混凝土的耐久性有著至關(guān)重要的影響。（2）混凝土的抗?jié)B性。混凝土的滲透性，指液體流過(guò)混凝土的流暢性?；炷恋目?jié)B性指混凝土抵抗壓力水的滲透性。顯然，混凝土阻礙液體向其內(nèi)部流動(dòng)的能力越強(qiáng)，混凝土的抗?jié)B性就越好?；炷恋哪途眯?，與水和其他有害化學(xué)液體流入其內(nèi)部的數(shù)量、范圍有關(guān)，因此抗?jié)B性能好的混凝土，其耐久性就高。
混凝土的水灰比越大，水化程度越低，水泥漿體中的毛細(xì)孔率越高，水泥漿體含有較多的大孔和連通性良好的孔，混凝土的滲透性就越大。在相同的水灰比下，水化程度越低，混凝土中未水化物及毛細(xì)管越大，孔隙率越大。水化程度隨混凝土齡期的增長(zhǎng)而提高，混凝土的密實(shí)性也相應(yīng)提高。在相同水化程度下，水灰比越大，混凝土的孔隙率越高。（3）空氣和游離水對(duì)混凝土抗?jié)B性和耐久性的影響。從混凝土發(fā)生耐久性損失的原理我們可以看到，混凝土的抗?jié)B性能是一個(gè)起主要決定作用的因素，可以從下面一個(gè)著名的描述混凝土耐久性損失的圖中看到這一因素的重要性。
只有水、環(huán)境中的有害因素和混凝土本身一起發(fā)生作用才會(huì)導(dǎo)致混凝土發(fā)生耐久性損失。
混凝土拌和物中含有的游離水和空氣則是影響混凝土抗?jié)B性的重要因素，通過(guò)以上兩個(gè)邏輯關(guān)系，我們可以看到混凝土拌和物中的游離水和空氣是影響混凝土耐久性的重要原因。
3.透水模板應(yīng)用的意義。（1）使用普通模板澆筑的混凝土。用普通模板澆注混凝土?xí)r，由于模板本身有被水浸潤(rùn)的性質(zhì)，當(dāng)進(jìn)行振搗壓實(shí)操作工序時(shí)，新拌混凝土中含有的過(guò)量的水分和空氣就往模板移動(dòng)，并在模板內(nèi)側(cè)聚集。這樣表層混凝土就有較高的水灰比。當(dāng)混凝土硬化后，混凝土的表面強(qiáng)度一般會(huì)降低一些，而且表面水分的蒸發(fā)會(huì)造成在混凝土表面形成蜂窩、孔洞，影響美觀。更為重要的是，形成了這些缺陷以后，混凝土表面密實(shí)度的降低，會(huì)大大影響混凝土的耐久性，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，同時(shí)也增加了結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用。（2）使用透水模板澆筑的混凝土。與傳統(tǒng)模板的比較，透水模板的特點(diǎn)在于，它能通過(guò)一層過(guò)濾層把聚積在模板內(nèi)側(cè)的多余水分和空氣排出，同時(shí)留住了水泥顆粒。這樣就降低了表層混凝土的水灰比，形成堅(jiān)硬密實(shí)的混凝土表層。
透水模板的這個(gè)作用可以消除使用普通模板澆筑混凝土產(chǎn)生蜂窩麻面的通病，澆筑出的混凝土光潔密實(shí)。
由于使用透水模板不但可以消除混凝土表面的孔隙，而且使得這層混凝土強(qiáng)度提高。這樣既提高了混凝土的表面質(zhì)量，又提高了耐久性，為混凝土抵抗環(huán)境侵蝕提供了一道防線。
透水模板在施工工期上也有良好的影響，由于其澆筑混凝土表面水灰比降低，強(qiáng)度發(fā)展比較快，使得模板周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短。
4.清水混凝土的使用現(xiàn)狀。清水混凝土的表面質(zhì)量有很強(qiáng)的未知性，在拆模之前誰(shuí)也不知道是否有缺陷存在，即使對(duì)于最有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)也不知道具體的澆筑情況會(huì)是怎樣。然而對(duì)于清水混凝土來(lái)說(shuō)，失敗是不允許的，無(wú)論多高明的修補(bǔ)，都會(huì)留下很難看的痕跡，甚至直接影響建筑的效果。
另外，混凝土不像鋼材、玻璃等質(zhì)感單純而明確的材料，它最終的效果取決于材料調(diào)配、細(xì)部設(shè)計(jì)，模板的選擇、安裝、拆除，混凝土的拌制、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多種因素，也可以說(shuō)是一種工藝技術(shù)。設(shè)計(jì)者不能只是在圖面里標(biāo)注或指定，在現(xiàn)有的施工技術(shù)條件下必須根據(jù)自己的設(shè)計(jì)意圖，從材料的選定與調(diào)配、模板的選擇與安裝、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)等等，事必躬親，并與施工人員密切配合，才能達(dá)到理想的效果。這些要求對(duì)于中國(guó)建筑師的職能來(lái)說(shuō)超出了很多。
按現(xiàn)有的施工技術(shù)條件，要保證清水混凝土的盡量良好的質(zhì)量必須有一套繁瑣的工序與技術(shù)組成。
二、透水模板的應(yīng)用方向
透水模板可以用于環(huán)境惡劣的地方，并且適用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性有較高要求的地方。例如由磨損而發(fā)生碳化、氯離子侵蝕、化學(xué)侵蝕以及易發(fā)生凍融的場(chǎng)所和環(huán)境。還適用于混凝土表面質(zhì)量要求高，直接暴露于室外，或要求混凝土表面不產(chǎn)生氣泡不必進(jìn)行裝修的場(chǎng)所。具體來(lái)講，透水模板可以使用在以下一些工程部位：
1.水路、河道和海洋結(jié)構(gòu)物。壩、水渠、防波堤、橋墩，這些結(jié)構(gòu)物由于受水流和波浪的沖擊而產(chǎn)生磨耗，從而產(chǎn)生凍融循環(huán)。海岸構(gòu)筑物由于氯化物的侵蝕、海水的沖擊，也需要提高混凝土表面的質(zhì)量，增加結(jié)構(gòu)耐久性。在工程中的應(yīng)用實(shí)例有：英國(guó)的River Dee estuary橋使用了Zemdrain-MD透水模板。英國(guó)南海岸的一些高架橋及水陸結(jié)構(gòu)，如港口和海堤等也使用了透水模板等等。
2.公路建筑。以前有過(guò)報(bào)道，由于防止路面結(jié)冰而撒鹽引起公路過(guò)早破壞。一般通過(guò)改善細(xì)部，增加混凝土強(qiáng)度等級(jí)或使用硅烷一類的涂料來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。然而大量使用硅烷或其它涂料施工工序繁瑣，施工質(zhì)量不易控制。如果普遍提高混凝土等級(jí)則會(huì)大大增加成本。國(guó)外研究表明，應(yīng)用了透水模板的混凝土對(duì)氯化物侵入的抵御性通常比噴硅烷好。也有這一方面的工程實(shí)例，日本的靜清邊路工程高架橋就在橋壁高欄的施工中使用了織物模板。在德國(guó)，也有一座橋梁的拱型部分采用了透水模板施工。
3.飲用水和廢水建筑。飲用水質(zhì)量越來(lái)越多的嚴(yán)格指標(biāo)意味著混凝土表面質(zhì)量非常重要。為了防止藻類和微生物的繁衍產(chǎn)生，減少池壁的氣孔是非常必要的。另外，對(duì)于許多活性廢水，也需要能夠抵抗磨損和細(xì)菌微生物繁殖的混凝土表面。在德國(guó)采用透水模板施工的貯水池，經(jīng)檢驗(yàn)，完全符合控制微生物發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4.對(duì)外觀有特殊要求的建筑物。透水模板的一大功能就在于它能獲得平整密實(shí)光滑的混凝土表面。能夠滿足一些對(duì)外裝修有特殊要求的建筑物的需要。同時(shí)也免去了裝修前平整、修飾等準(zhǔn)備工作，節(jié)省了大量費(fèi)用。透水模板無(wú)疑可以使建筑師放心使用清水混凝土進(jìn)行創(chuàng)作，而不用顧及混凝土表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)耐久性等問(wèn)題。
三、新型透水模板研制的意義
筆者所在的清華大學(xué)已于1995年開(kāi)始進(jìn)行透水模板試驗(yàn)與研究，并與國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：自制的透水模板與同類進(jìn)口產(chǎn)品相比，具有物美價(jià)廉的特點(diǎn)。如能進(jìn)一步研制與開(kāi)發(fā)，替代進(jìn)口產(chǎn)品，將取得良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
目前對(duì)CPF原理的研究已經(jīng)到了一定的深度，但是對(duì)于透水模板對(duì)混凝土的作用深度等問(wèn)題研究還比較少，如果通過(guò)后續(xù)研究把這些細(xì)節(jié)問(wèn)題搞清楚，將對(duì)透水模板的研究和發(fā)展起十分重要的作用。
進(jìn)口透水模板在中國(guó)使用的門(mén)檻主要是價(jià)格問(wèn)題。北京2008年舉辦奧運(yùn)會(huì)時(shí)，有大量的奧運(yùn)場(chǎng)館和市政設(shè)施需要建設(shè)，這些結(jié)構(gòu)很大一部分是清水混凝土，這為透水模板的使用提供了良好的機(jī)遇和發(fā)展空間。除了在北京，國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)容量也很大，透水模板的發(fā)展有良好發(fā)展前景。
四、擬采用技術(shù)路線
1.理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合。對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)成果，進(jìn)行理論分析。構(gòu)建CPF材料性能與砼耐久性關(guān)系模型，提高CPF理論研究水平。
根據(jù)試驗(yàn)及理論分析成果，初步確定新型CPF的材料性能及指標(biāo)，進(jìn)行試驗(yàn)研究。開(kāi)發(fā)出新型CPF產(chǎn)品，并制定其施工工藝。
2.試驗(yàn)與應(yīng)用相結(jié)合。將研制的新型CPF應(yīng)用到工程實(shí)踐中，發(fā)揮示范推廣作用。
五、研究方案及安排
2005.1～2005.2 理論模型構(gòu)建及分析
2005.3～2005.4 初選CPF材料及構(gòu)造
2005.5～2005.7 新型CPF試驗(yàn)
2005.7～2005.8 在實(shí)際工程中應(yīng)用新型CPF
六、工程實(shí)例應(yīng)用
在某新建項(xiàng)目中的地下車庫(kù)及設(shè)備用房中使用CPF，保證清水砼效果。
七、相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)
與新型CPF配套使用的粘合劑、脫模劑、卡扣件、清洗設(shè)備等可能是新型CPF系列化、標(biāo)準(zhǔn)化必不可少的組成部分。如能開(kāi)發(fā)出配套使用的產(chǎn)品，對(duì)新型CPF的推廣應(yīng)用將有益處。
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